מפעיל רובוט: סוגים, עיצוב, עבודה ויישומיו

אנו יודעים שרובוטים הם מכשירים אלקטרומכניים מתקדמים וחכמים ביותר שיכולים לבצע מספר משימות יומיומיות. מכשיר זה מסוגל להגיב לסביבתו ולבצע פעולות כדי להשיג משימה ספציפית. רובוטים עשויים עם רכיבים שונים אך אחד המרכיבים המשמעותיים הוא המפעיל. בדרך כלל, מפעילים משמשים כמעט בכל מכונה סביבנו כמו מערכות בקרת גישה אלקטרוניות, ויברטורים לטלפונים ניידים, מכשירי חשמל ביתיים, כלי רכב, רובוטים ומכשירים תעשייתיים. דוגמאות המפעיל הכללי הן; מנועים חשמליים , ברגים, מנועי צעד, ממריצים שרירים בתוך רובוטים, ועוד רבים. מאמר זה נותן מידע קצר על א מפעיל רובוט - עבודה עם אפליקציות.

מהו מפעיל רובוט?

מפעיל המשמש ברובוטים כדי לגרום לגלגלי הרובוט להסתובב או למפרקי זרועות הרובוט להסתובב או כדי לפתוח/לסגור את האוחז של הרובוט, ידוע בתור מפעיל רובוט. ישנם סוגים שונים של מפעילים רובוטיים זמינים בהתבסס על העומס המעורב. בדרך כלל, העומס קשור לגורמים שונים כמו מומנט, כוח, דיוק, מהירות פעולה, צריכת חשמל ודיוק. עקרון העבודה של מפעיל רובוט הוא לשנות את האנרגיה לתנועה פיזית ורוב המפעילים מייצרים תנועה ליניארית או סיבובית.

סוגי מפעילים רובוטיים

מפעילים רובוטיים מסווגים לשני סוגים בהתאם לדרישות התנועה כמו תנועה ליניארית ותנועה סיבובית.

עבור תנועה לינארית:

ישנם שני סוגים של מפעילים המשמשים ברובוטים לפעילות תנועה ליניארית הם; מפעילים ליניאריים ומפעילי סולנואיד.

מפעילים ליניאריים

מפעילים ליניאריים ברובוטיקה משמשים כדי לדחוף או למשוך את הרובוט כמו לנוע קדימה או אחורה והארכת זרוע. הקצה הפעיל של המפעיל הזה פשוט מחובר לזרוע המנוף של הרובוט כדי להפעיל את התנועה כזו. מפעילים אלו משמשים במספר יישומים בתעשיית הרובוטיקה.

מפעילי סולנואידים

מפעילים סולנואידים הם מפעילים ליניאריים ייעודיים הכוללים תפס סולנואיד הפועל על פעילות אלקטרומגנטית. מפעילים אלו משמשים בעיקר לשליטה בתנועת הרובוט ומבצעים גם פעילויות שונות כגון הפעלה והיפוך, תפס, כפתור לחיצה וכו'. סולנואידים משמשים בדרך כלל ביישומים של תפסים, שסתומים, מנעולים וכפתורי לחיצה שהם נשלט בדרך כלל על ידי מיקרו-בקר חיצוני.

עבור תנועה סיבובית:

ישנם שלושה סוגים של מפעילים המשמשים ברובוטים לפעילות תנועה סיבובית שהם; מנוע DC, מנוע סרוו ומנוע צעד.

מפעילי מנוע DC

מפעילי מנוע DC משמשים בדרך כלל לסיבוב תנועה רובוטית. מפעילים אלו זמינים בגדלים שונים עם יכולת יצירת מומנט. לפיכך, ניתן להשתמש בו לשינוי מהירות לאורך תנועות סיבוב. על ידי שימוש במפעילים אלה, מבוצעות פעילויות שונות כמו קידוח רובוטי ותנועת רכבת הנעה רובוטית.

מפעילי סרוו

מפעילי מנוע סרוו ברובוטיקה משמשים בעיקר לשליטה ובקרה של תנועת סיבוב. אלו הם מנועי DC עדיפים מאוד המאפשרים 360 מעלות של סיבוב, אבל, מהפכה רציפה אינה חובה. מפעיל זה פשוט מאפשר עצירות לאורך תנועת סיבוב. על ידי שימוש במפעיל זה, הפעילות כמו בחירה ומקום מתבצעת . לדעת איך א רובוט בחר N Place עובד לחץ על הקישור.

מפעילי מנוע צעד

מפעילי מנוע צעד מועילים בתרומה לפעילויות סיבוביות חוזרות ונשנות בתוך רובוטים. אז סוגים אלה של מפעילים הם שילוב של מפעילי מנוע DC ומנוע סרוו כאחד. מפעילי מנוע צעד אלה משמשים ברובוטים אוטומציה שבהם יש צורך לחזור על פעילות.

עיצוב מפעיל רובוט

אנו יודעים שיש סוגים שונים של מפעילים המשמשים ברובוטים. כאן אנו הולכים לדון כיצד לתכנן מפעיל ליניארי המשמש ברובוטיקה לשינוי תנועת סיבוב לתנועת משיכה/דחיפה ליניארית. אז ניתן להשתמש בתנועה זו כדי להחליק, להפיל, להטות או להרים חומרים או מכונות. מפעילים אלו מספקים בקרת תנועה נקייה ובטוחה יעילה מאוד ומתוחזקת ללא תשלום.

כּוֹחַ

השיקול הראשון בעת ​​תכנון מפעיל רובוט הוא כוח. כדי להשיג יציאה מכנית, חיוני להכניס חשמל. לכן, ניתן להגדיר את כמות היציאה המכנית לפי העומס או הכוח שיש להזיז.

מחזור חובה

ניתן להגדיר את מחזור העבודה כתדירות הפעולה של המפעיל וכמות הזמן שהוא ישתמש בו. מחזור העבודה נקבע על פי טמפרטורת המפעיל כשהוא בתנועה מכיוון שהכוח אובד במהלך החום.

כאשר כל המפעילים אינם זהים, אז יש הבדל במחזורי העבודה שלהם. גורם נוסף הוא העומס, מה שנכון במיוחד למנועי DC בעוד שגורמים אחרים שיכולים לקבוע את מחזור העבודה הם מאפייני העמסה, גיל וטמפרטורת הסביבה.

יְעִילוּת

יעילות המפעיל פשוט עוזרת להבין כיצד הוא יעבוד בזמן הפעולה. אז, היעילות של המפעיל נמצאת על ידי הפרדת כוח מכני שנוצר על ידי כוח חשמלי.

חיי מפעיל

ישנם גורמים רבים שיאריכו את חיי המפעיל הם; הישארות במחזור העבודה המדורג, הפחתת עומס הצד והישארות במתח, בכוח ובסביבות קיצוניות המומלצות.

עובד

מפעילי רובוט מיועדים בעיקר לקלות שימוש ויעילות. העיצוב של מפעיל רובוט ליניארי הוא המישור המשופע שמתחיל בבורג עופרת מושחל. בורג זה מספק רמפה ליצירת כוח הפועל יחד עם מרחק גדול יותר כדי להזיז כל עומס. המטרה העיקרית של עיצוב מפעיל רובוט היא לספק תנועת משיכה/דחיפה. אז, האנרגיה הנדרשת לספק את התנועה היא ידנית או כל מקור אנרגיה כמו חשמל, נוזל או אוויר. מפעילים אלה נעים בדרך כלל מושבי רכב קדימה ואחורה, פתיחת דלתות אוטומטיות, כונני דיסקים במחשב נפתחים ונסגרים.

כשל במפעיל הרובוט

כשל במפעיל הרובוט מתרחש בעיקר מסיבות רבות. אז מפעילים אלה יכולים לחוות כשלים שונים כמו מפרקים תקועים או מפרקים נעולים, מתנדנדים חופשית ואובדן מוחלט או חלקי של יעילות ההפעלה. אז, כשלים אלה ישפיעו על התנהגות הרובוט אם הבקר של הרובוט לא תוכנן עם סובלנות תקלות מספקת.

כיצד לבחור מפעיל עבור הרובוט שלך?

מפעילי רובוט משמשים למטרות שונות, ולכן יש היבטים רבים שיש לקחת בחשבון בעת ​​בחירת מפעילים כמו

מטרה ופונקציונליות מיועדת

סוג המפעיל הדרוש ליישום מוגדר תלוי בעיקר במטרת הרובוט וכן בפונקציונליות המיועדת.

דרישות ומגבלות פיזיות

בכל פעם שמחליטים להשתמש בסוג המפעיל, על המפתחים להסתכל על הדרישות והאילוצים הפיזיים. מכיוון שהמשקל והגודל הפיזי של המפעיל ממלאים תפקיד מפתח בעת סידור המפעיל ברובוט, אחרת מפעיל כבד על זרוע רובוטית זעירה עלול לגרום לכשל בזרוע במשקלה.

חוזק ועוצמה

בהתבסס על השימוש המסוים שלהם, מפתחים חייבים להבטיח את החוזק והעוצמה של מפעיל שצוין כדי לבצע את המשימה.

פרוטוקול תקשורת

יש לקחת בחשבון גם את פרוטוקול התקשורת בעת בחירת מפעיל עבור הרובוט. מפעילים רבים פשוט תומכים בתקשורת עם PWM (אפנון רוחב דופק) בעוד שמפעילים מסוימים תומכים בתקשורת טורית.

שטח הרכבה ואפשרויות

על מפתחים לאמת את שטח ההרכבה שניתן להשיג ברובוט או עליו ואת אפשרויות ההרכבה שניתנו על ידי המפעיל עצמו. מכיוון שסוגים מסוימים של מפעילים זמינים עם חומרת הרכבה נפרדת המאפשרת לך להרכיב את היחידה בכיוונים שונים בעוד שאחרים זמינים עם נקודות הרכבה משולבות, המותקנות במיקום וכיוון מסוים.

יתרונות

יתרון מפעיל רובוט s כוללים את הדברים הבאים.

• פחות עלות
• התחזוקה שלו קלה.
• אלה מדויקים.
• קל לשליטה.
• יעילות המרת הכוח גבוהה.
• בטוח ופשוט לתפעול
• פחות רעש.
• אלה נקיים מאוד ופחות מזהמים את האווירה.
• אלה קלים מאוד לתחזוקה.

חסרונות מפעיל רובוט כלול את הבאים.

• התחממות יתר בתנאים קבועים.
• צריך בטיחות מיוחדת בתוך סביבות דליקות.
• צריך תחזוקה טובה.
• דליפת נוזלים תיצור בעיות אקולוגיות.
• רועש.
• חוסר בקרות דיוק.
• אלה רגישים מאוד לרעידות.

יישומי מפעיל רובוט

היישומים של מפעילי רובוט כוללים את הדברים הבאים.

• המפעיל הוא מרכיב מאוד משמעותי ברובוטיקה אשר משנה את האנרגיה החיצונית לתנועה פיזית בהתאם לאותות הבקרה.
• המפעילים החשמליים ברובוטיקה משמשים לשינוי האנרגיה החשמלית לתנועה סיבובית או לינארית
• מפעילים מייצרים כוחות שרובוטים משתמשים בכוח זה כדי להזיז את עצמם וחפצים אחרים.
• מפעילים קשורים לרובוטיקה, מכשירים או זרועות תותבות שצריכות לנוע ולהתכופף.
• המפעילים הליניאריים בתוך הרובוטיקה משנים אנרגיה חשמלית לתנועה ליניארית.
• מפעיל אחראי על שליטה והנעה של מערכת או מנגנון.

לפיכך, מדובר בסך הכל ברובוט מפעיל – עובד עם יישומים. המפעיל בתוך רובוט הוא רכיב חיוני שפועל כמפרק עבור הרובוט להזיז את הרובוט לסובב, זרוע למעלה ולמטה והוא משנה אנרגיה לתנועות מכניות . מקור האנרגיה הנפוץ ביותר להפעלת מפעילים הוא חשמל, אולם ניתן לנצל גם אנרגיה פנאומטית והידראולית. אז, כמה מפעילים ייחודיים המופעלים על ידי הידראולי משמשים לייצור הספק גבוה והם עמידים בפני זעזועים. הנה שאלה בשבילך, מהם הרכיבים השונים המשמשים ברובוטים?